探针卡的检测方法与流程

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种探针卡的检测方法。

背景技术：
在半导体技术领域，在集成电路封装之前，需要使用探针对晶圆做功能测试，选出不合格产品再进行后续的封装工程，可以避免不良产品继续加工而造成浪费。探针卡（ProbeCard）是负责测试系统与集成电路芯片之间的电连接。在对晶圆进行功能测试时，探针卡上的探针与芯片上的焊垫进行一对一接触，对晶圆输出测试信号或者接收晶圆输出的信号。因此，探针卡在晶圆测试中扮演重要角色。其中，每个焊垫和探针的对准都是必需的，如果探针卡与焊垫的接触不好，甚至探针偏出焊垫的范围或者探针卡本身有问题，会在后来的晶圆测试中得到不准确、不精确，甚至是完全错误的测试结果。进一步，某些原本合格的产品因测试结果为不合格而被抛弃，造成产品浪费；某些原本不合格的产品因测试结果合格而被提供给客户，将影响到芯片制造者的信誉并带来经济损失。所以，在使用探针卡进行晶圆测试之前，需要对探针卡进行检测，确定该探针卡是否合格。但是，在现有技术中，在晶圆测试前检测探针卡是否合格的工艺很复杂。

技术实现要素：
本发明解决的问题是，在现有技术中，在晶圆测试前检测探针卡是否合格的工艺很复杂。为解决上述问题，本发明提供一种新的探针卡检测方法，包括：提供晶圆，在所述晶圆上分布多个导电区，至少两个导电区电连接且任意一个导电区只与一个导电区电连接；将所述探针卡上的探针与晶圆上的导电区对位；测得与电连接的两个导电区对位的两个探针之间的接触电阻；若所述接触电阻位于预期电阻范围内，则判定对应所述接触电阻的两个探针合格；若所述接触电阻超出预期电阻范围，则判定对应所述接触电阻的两个探针不合格。可选地，还包括：在未电连接的两个导电区的两侧，且靠近所述两个未电连接的导电区处设置两条平行导线；在将所述探针卡上的探针与晶圆上的导电区对位后，测得与所述两个未电连接的导电区对位的两个探针之间的检测电流；若所述检测电流位于预期电流范围内，则判定对应所述检测电流的两个探针能够与对应所述检测电流的两个导电区形成一对一对准；若所述检测电流超出预期电流范围，则判定对应所述检测电流的两个探针无法与对应所述检测电流的两个导电区形成一对一对准。可选地，所述导电区的数量大于等于所述探针卡上探针的数量。可选地，所有相邻的两个导电区电连接，且任意一个导电区仅与其中一个相邻的导电区电连接。可选地，还包括：在所有相邻两个未电连接的导电区两侧，且靠近所述相邻两个未电连接的导电区处设置两条平行导线。可选地，测得与电连接的两个导电区对位的两个探针之间的接触电阻的方法，包括：在与电连接的两个导电区对位的两个探针之间施加电压；测试所述两个探针之间通过的电流；所述电压与电流的比值为接触电阻。可选地，所述测得与两个未电连接的导电区对位的两个探针之间的检测电流的方法，包括：在与所述两个未电连接的导电区对位的两个探针之间施加电压；测试所述两个探针之间的检测电流。可选地，对每个探针测试两次以上，对应每个探针得到多个接触电阻。可选地，所述导电区包括芯片、位于芯片上的焊垫。与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明提供晶圆，在晶圆上分布多个导电区，将至少两个导电区电连接且任意一个导电区只与一个导电区电连接；将探针卡上的探针与晶圆上的导电区对位；测得与电连接的两个导电区对位的两个探针之间的接触电阻。在探针与导电区形成良好的对准、接触时，与电连接的两个导电区对位的两个探针之间的预期电阻范围很小。以此为前提，若测得接触电阻基本位于预期电阻范围内，则初步判定对应该接触电阻的两个探针可以与导电区形成良好接触、对准，该两个探针是合格探针。若测得接触电阻超出预期电阻范围，则判定对应接触电阻的探针不合格，探针可能出现的问题为：第一、探针过短或硬度不够，造成探针无法提供足够的扎针力度；第二，探针针头较粗，使得接触电阻增大；第三，探针的位置不能与对应的导电区的位置完全相对，例如探针弯曲，造成探针的针尖偏出预定的扎针位置，甚至偏出导电区，进而不能与对应的导电区形成准确对准、接触。使用本发明的检测方法，可以精确测得每个探针是否出现问题，使得后续工艺可以针对出现的问题进行进一步检查，以确定造成探针不合格的具体原因，进而适时更换或修理探针卡。另外，使用本发明的技术方案，可以及早发现问题探针，并排除问题探针对后续晶圆测试的影响，进而提高晶圆测试的准确性，降低晶圆测试的成本，提高晶圆测试效率。而且，本发明的探针卡检测方法简单、成本较低，可以很方便、有效地检测探针卡是否合格。进一步，在未电连接的任意两个导电区的两侧，且非常靠近两个未电连接的导电区处设置两条平行导线；在对位后，测得与未电连接的所述两个导电区对位的两个探针之间的检测电流。根据测得的检测电流值，可以判定对应该检测电流的探针是否可以实现与导电区形成一对一对准。当探针能够与导电区之间形成良好的对准、接触时，该两个探针之间的检测电流为不经过两个导电区的断路电流，该断路电流很小，该断路电流范围在uA至pA级别，定义该较小的断路电流为预期电流范围。以此为前提，当测得检测电流超出预期电流范围，则判定该两个探针的位置不能与两个导电区的位置完全相对，例如探针弯曲，探针扎针偏出导电区而与导线接触，造成两个探针之间短接。因此，使用该技术方案，进一步确定对应检测电流的两个探针是否出现弯曲、变形，而造成该两个探针不能与导电区形成一对一对准的问题，达到精确探针问题的目的。附图说明图1是本发明具体实施例的探针卡检测方法的晶圆俯视示意图；图2是本发明具体实施例探针卡检测方法的晶圆放大示意图；图3是本发明具体实施例探针卡检测方法的探针卡与晶圆的对位示意图。具体实施方式发明人经过创造性劳动，得到一种探针卡检测方法。在本实施例中，该新的探针卡检测方法的步骤为：首先，提供晶圆，在晶圆上分布多个导电区，导电区的数量大于等于探针卡上的探针数量，将任意两个导电区电连接且任意一个导电区仅与其中一个导电区电连接。接着，将探针卡上的所有探针与晶圆上的导电区对位。之后，在与电连接的两个导电区对位的两个探针之间施加电压，由于两个导电区短接，测试该两个探针之间的电流，电压与电流的比值为：与电连接的两个导电区对位的两个探针之间的接触电阻。当该两个探针合格时，测得的接触电阻较小，设定该较小接触电阻的范围为预期电阻范围。当实际测得的接触电阻超出了预期电阻范围，则判定对应该接触电阻的两个探针不合格，为问题探针，后续需要对该问题探针进行进一步检查、修理或更换。因此，使用本发明的探针卡检测方法，可以在较短时间内、很方便地确定探针质量。为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。参照图1，提供一晶圆100，在晶圆100上分布有多个导电区101。由于本实施例要检测的探针卡用于后续晶圆测试，因此，所述导电区101可以是待测晶圆上的合格芯片、位于芯片上的焊垫，也可以是根据待测晶圆上的合格芯片而专门制作的其他导电区。这些其他导电区的尺寸、电学性能等均与待测晶圆上的芯片基本相同，其目的在于降低本实施例的测试结果与合格芯片的测试数据之间的误差。参照图2，将所有相邻的两个导电区101通过导线102电连接，且任意一个导电区仅与一个导电区电连接。在本实施例中，将所有相邻的两个导电区101通过导线102电连接，这种操作比较方便，而且具有相当的顺序性，可以更容易定位探针。其次，任意一个导电区只与一个导电区电连接，是为避免出现与电连接的两个导电区对位的两个探针之间的测试数据为多个导电区之间串联或并联后的数据。也就是说，如果任意一个导电区与多个导电区电连接，会出现导电区并联或串联的情形，在该种情形下，造成测得的两个探针之间的测试数据不准确。参照图3，在电连接后，将探针卡200上的所有探针201与晶圆100上的导电区101对位，需要说明的是，图3并没有显示出所有数量的探针201和导电区101，只显示了四个探针与四个导电区，在此只起到描述探针与导电区对位的示例作用，并不限制本发明的保护范围。在一般情况下，对位是指将探针卡上的探针与晶圆上的芯片一对一对准、接触的操作，确保后续电信号通过探针传递到芯片。具体到本实施例中，首先，为保证探针卡200上的每个探针201均有一个导电区101与之对位，本实施例的导电区101数量大于等于探针201的数量。其次，执行标准的对位操作，并忽略人为因素和环境因素对探针卡检测步骤的影响，才能保证测试结果的准确性。而且，在对位过程中，探针201与导电区101之间必须有微量的抵触（overdrive，指过操作）以使探针刺穿（或擦划）要探查的导电区表面，以达到测试导电区电学性能的目的。在具体实施例中，在执行对位操作后，测试与电连接的两个导电区对位的两个探针之间的接触电阻。具体地，测试与电连接的两个导电区对位的两个探针之间的接触电阻的步骤为：在探针卡200上施加电信号，该电信号“分配”至所有探针，在与电连接的两个导电区对位的两个探针之间施加电压V1；接着，测得该两个探针之间的电流I1，紧接着得到该两个探针之间的接触电阻R1=V1/I1。在探针合格的情况下，电连接的两个导电区之间的接触电阻很小，该较小的接触电阻的范围大致为小于等于10Ω，设定该较小接触电阻范围为预期电阻范围RY。若在具体实施例中测得接触电阻R1明显增大且超出预期电阻范围RY，则初步判定对应该接触电阻R1的探针不合格。该不合格探针可能出现的问题为：第一，探针过短或硬度不够，使得探针无法提供足够的扎针力度，探针针尖与导电区不能形成有效的微抵触，进而造成两个探针之间的接触电流较小，最终测得的接触电阻R1增大；第二，探针的针头较粗，使得接触电阻R1较大；第三，探针的位置不能与对应的导电区的位置实现完全相对，例如探针弯曲，为非垂直于晶圆表面，造成探针的针尖偏出了预定的扎针位置，甚至偏出导电区，进而不能与对应的导电区形成准确对准、接触；第四，探针本身的品质问题，例如材料、密度等参数出现问题。与现有技术相比，本发明的探针卡检测方法操作简单、易于实现、效率极高。使用本发明的探针卡检测方法，可以定位到出现问题的探针，后续可以针对该出现问题的探针进行进一步检查，针对该出现问题的探针做出替换、修理等操作，保证正式晶圆测试过程中的测试结果精确。而且，在测试过程中，每个探针都与对应的一个导电区电连接，可以对所有的探针同时施加电压，也就是说，所有与电连接的两个导电区对位的两个探针之间可以同时被施加电压，接着可以同时得到每个探针对应的接触电阻。这样可以在较短的时间内完成检测，提高检测效率。在具体实施例中，还可以对所有探针进行两次以上的测试，进而对应每个探针可以得到多个接触电阻值；接着，可以将该多个接触电阻值建立一个统计表格，并分别与预期电阻范围RY进行比较，最后根据相应的统计结果判断探针是否合格。这样，对每个探针进行多次测试，可以确保探针的测试结果准确。实施上述方案，通过测试与电连接的两个导电区对位的两个探针之间的接触电阻，将该接触电阻与预期电阻范围进行比较，进而初步判定探针是否合格。与之相结合，还可以测试与未电连接的两个导电区对位的两个探针之间的检测电流，判定探针是否能够实现与导电区形成一对一对准。具体地，参照图2，在将相邻的两个导电区电连接时，还可以在未电连接的相邻两个导电区101的两侧，且靠近该两个未电连接的导电区处设置两条平行导线103。接着，参照图3，在将探针卡200上的探针201与晶圆100上的导电区101对位后，测得与两条平行导线103之间的两个导电区对位的两个探针之间的检测电流Ic。在具体实施例中，在该两个探针之间施加电压V2，测得在两个探针之间流过的检测电流Ic。在具体实施例中，未电连接的两个导电区之间视为断开，在探针卡合格并与导电区形成准确对准、接触时，与未电连接的两个导电区对位的两个探针之间视为断路，则测得的检测电流较小，大约在μA至pA级别，设定该较小检测电流范围为预定电流范围IY。若测得的一个检测电流Ic明显增大且超出预定电流范围IY，则判定对应未电连接的两个导电区的两个探针偏出导电区101范围并与两侧的导线103接触，造成该两个探针之间短路。根据该判定，得出对应该检测电流Ic的两个探针位置不能与两个导电区的位置实现完全相对的结论，例如探针弯曲、变形。使用本实施例的方案，可以准确判定探针是否能够与导电区形成一对一对准，达到精确判定探针问题的目的。在具体实施例中，将测试接触电阻和测试检测电流的方案相结合，若测得对应某探针的接触电阻R1超出预定电阻范围RY，且检测电流Ic超出预定电流范围IY，可以定位该探针出现的问题为不能实现与导电区形成一对一对准。在其他实施例中，若晶圆上的芯片尺寸较小，在探针与芯片对位时，相比于较大尺寸的芯片，探针更容易偏出该较小尺寸芯片的范围，因此使用测试检测电流的方案，可以更好的检测探针是否能够与导电区形成一对一对准。最后，需要说明的是，本实施例为将相邻的两个导电区电连接，在其他实施例中，也可以将不相邻的任意两个导电区电连接。在实施这种方案时，需要设定电连接的两个不相邻导电区之间的预期电阻范围，还要考虑到各组电连接的导电区之间的不同之处，因此，使用该技术方案，即使能够实现检测目的，也是费时费力且操作性不高。另外，考虑到连接不相邻导电区的导线长度大于连接相邻导电区的导线长度，会增加检测成本，而且两个不相邻导电区之间的预期电阻范围会明显增大，在这种情况下，测试得到数据的波动范围也会很小，出现错检、漏检的几率增大，最终使得检测结果不准确。综上，本实施例的方案可操作性高且检测结果准确。另外，在本发明中，导电区的数量也可以小于探针的数量，在该情况下，需要进行多次测量，才可以完成对所有探针的检测。此外，本发明不限于以上描述的各个具体实施例，只要满足至少两个导电区电连接且任意一个导电区只与一个导电区电连接，均可以实现本发明的目的。只是，如果只有两个导电区电连接时，必须进行多次测试，才能完成对所有探针的检测。虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。